İçerik
Dünya'nın atmosferi güneş sistemi içinde benzersizdir ve çok çeşitli hava durumu fenomenlerine yol açar. Hem günlük yaşamda çalışanlar hem de işletmeler için hava tahmini önemlidir. Meteorologlar, havayı tahmin etmek için bilgisayar modellemesi ve deneysel ölçümlerin bir kombinasyonunu kullanır. Hava durumu tahmin cihazlarına örnekler, termometre, barometre, yağmur ölçer ve anemometreyi içerir.
Termometre
Bir termometre sıcaklığı ölçmek için kullanılan bir araçtır. En iyi bilinen termometre tipi, içinde sıvı cıva bulunan bir cam tüpten oluşur. Sıcaklık arttığında, civa hacmi yükselir ve seviye yükselir. Sıcaklıktaki bir düşüş hacminde bir azalmaya ve cıva seviyesinde bir azalmaya neden olur. Borunun yan tarafındaki bir ölçek, sıcaklığın okunmasını sağlar. Yay termometresi olarak adlandırılan başka bir tür termometre, cam bir tüpü tamamen cıva ile doldurur ve bir yaya bağlı bir metal diyafram borunun altına yerleştirilir. Sıcaklık arttıkça, diyafram üzerindeki basınç da ilkbaharda gerginliğe yol açan yükselir. Yay daha sonra sıcaklığa işaret etmek için bir kadranı döndürür.
Barometre
Bir barometre, bir yüzeye kuvvet uygulayan basıncı ölçmek için kullanılan bir araçtır. Birkaç farklı barometre tipi vardır. En basiti, sıvı cıva ile doldurulmuş ve bir ucunda kapatılmış bir tüpten oluşur. Tüp daha sonra ters çevrilir ve bir sıvı cıva kasesine yerleştirilir. Hazne üzerinde aşağıya doğru itilen havanın ağırlığı, borunun içine doğru itilen cıva ağırlığına göre dengelenir. Standart atmosferik şartlarda bu, tüp içindeki cıva seviyesinin yaklaşık 76 santimetre (29,9 inç) yüksekliğe düşmesine neden olur. Atmosferik basınçtaki artışlar, tüp içindeki cıva seviyesinin yükseklikte artmasına neden olurken, atmosferik basınçtaki bir düşüş tüpün içindeki cıva seviyesinin düşmesine neden olur. Basıncı ölçmek için daha sofistike bir alet, aneroid barometresidir. Bu, esnek kenarları olan ve bir kutuya monte edilmiş kapalı bir kapsülden oluşur. Basınçtaki bir değişiklik kapsülün kalınlığını değiştirir. Kapsüle bağlı bir kol, bu değişiklikleri büyüterek, göstergenin ölçeklendirilmiş bir kadran üzerinde hareket etmesine neden olur.
Yağmur göstergesi
Yağmur ölçerler, belirli bir süre içerisinde gerçekleşen yağış miktarını ölçmek için kullanılır. En basit tip yağmur ölçer, üzerinde ölçekli bir tüpten oluşur, ancak bunların düzenli olarak boşaltılması gerekir ve bu nedenle otomatik hava istasyonlarında artık kullanılmazlar. Basit tüpten bir adım ileride dijital tartı terazilerinde bir tüp bulunur. Tartım terazileri, zamanın bir fonksiyonu olarak yağış alan bir bilgisayara bağlanır. Bununla birlikte, bu tip yağmur ölçerin ayrıca gemisini düzenli olarak boşaltması gerekir. Çok daha zarif bir çözüm, bir kovaya akan bir tüpe bağlı bir huniden oluşan devrilme kepçesi yağmur ölçerdir. Kova, bir pivot üzerinde dengelenir, öyle ki, bir miktar su yakalandığında devrilir. Bu olduğunda, daha fazla yağmur yakalamak için ikinci bir kova otomatik olarak yerine geçer. Bir kova her ipucuda, toplam yağış miktarının kaydedilmesini sağlayan bir veri kaydediciye elektronik bir sinyal gönderilir.
Anemometre
Rüzgar hızını ölçmek için bir anemometre kullanılır. En basit anemometre tipi, dört kolun 90 derecelik aralıklarla yerleştirildiği boru şeklinde bir eksenden oluşur. Bardaklar dört kolun her birine yerleştirilir ve bunlar rüzgar alırken, kolların boru şeklindeki eksen etrafında dönmesine yol açar. Eksenin altına kalıcı bir mıknatıs monte edilmiştir ve dönme başına bir kez bir bilgisayara elektronik bir sinyal olan bir Reed anahtarını harekete geçirir. Bilgisayar rüzgar hızını dakikadaki tur sayısından hesaplar. Daha sofistike bir cihaz sonik anemometredir. Bu, bir ses darbesinin iki sensör arasında hareket etmesi için geçen süreyi ölçerek çalışır. Sesin sensörler arasında dolaşması için geçen süre, sensörler arasındaki mesafeye, havadaki gerçek iç hızına ve sensör ekseni boyunca bulunan hava hızına bağlıdır. Sensörler arasındaki mesafe sabit olduğundan ve havadaki ses hızı bilindiğinden, sensör ekseni boyunca hava hızı belirlenebilir.